Dla studentów &ndash Wzmacniacze parametryczne

Zasada działania optycznego wzmacniacza parametrycznego jest podobna do zasady działania wzmacniacza parametrycznego używanego w elektronice. Modulując parametr (L, C) jednego z elementów elektronicznych z częstotliwością F, można uzyskać wzmocnienie słabego sygnału na częstotliwości 2F. Wzmacniacze parametryczne charakteryzują się niskim poziomem szumu oraz dużym wzmocnieniem.

W przypadku optycznego wzmacniacza parametrycznego rolę modulującego Ľródła pełni laser pompujący, funkcję obwodu drgającego ze zmiennym parametrem &ndash kryształ nieliniowy, a rolę słabego sygnału wzmacnianego &ndash słabe impulsy laserowe.

Parametryczny proces można woobrazić sobie jako rozszczepienie pompującego fotonu w krysztale nieliniowym na dwa fotony o mniejszej energii. Energie fotonów powstających w wyniku takiego procesu wynikają z warunków zachowania energii oraz pędu. Użycie dwójłomnych kryształów nieliniowych pozwala na spełnienie tych warunków poprzez dobranie odpowiedniej orientacji takiego kryształu wzgledęm kierunku oddziaływania. Dobrym przykładem takiego kryształu powszechnie używnego we wzmacniaczach parametrycznych jest kryształ β-boranu baru (BBO).

W ostatnich czasach optyczne wzmacniacze parametryczne coraz częściej używane są jako alternatywa dla zwykłych wzmacniaczy laserowych, głównie dzięki ich większemu wzmocnieniu. Dodatkowo, optyczne wzmacniacze parametryczne pozbawione są wad zwązanych z efektami termicznymi, które to wady są jednym z głównych problemów powstających przed konstruktorami wzmacniaczy laserowych. Ponieważ wzmocnienie parametryczne ma natychmiastowy charakter przekazywania energii z fali pompujące do fali wzmacnianej, a nie poprzez magazynowanie energii pompy w krysztale dzięki absorbcji, nie są potrzebne wyrafinowane systemy chłodzenia kryształów.

W ciągu ostatnich dwóch lat w naszym laboratorium prowadzone są badania w kierunku udoskonalenia oraz zastosowania parametrycznych wzmacniaczy do wzmocnienia impulsów femtosekundowych. W naszych rozwiązaniach użyliśmy schematu z wieloma przejściami wiązki wzmacnianej przez kryształ nieliniowy (rys. 2).

Schemat wzmaczniacza parametrycznego

Obecnie prowadzimy badania skierowane na zwiększenie efektywności naszego układu.